制氢转化炉施工方案修改版85解析.docx
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制氢转化炉施工方案修改版85解析
延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示范项目40000Nm³/h制氢装置制氢转化炉
安
装
施
工
方
案
编制：
审核：
江苏威达建设有限公司
2013年7月1日
一、编制说明···························1
二、工程概况···························1
三、编制依据···························1
四、施工准备···························2
五、加热炉施工流程图·······················3
六、转化炉安装··························3
6.1基础验收
6.2钢结构的安装
6.3转化管的安装
6.4烟囱、烟道、配件铺件的安装
6.5平台梯子的安装
6.6构件的预制
6.7附件的安装
七、主要工序的施工方法及要求···················14
7.1材料检验·
7.2焊接
7.3钢结构施工重点、难点及采取的措施
7.4加热炉施工机具计划表
八、加热炉钢结构防腐·······················18
8.1加热炉钢结构的除锈方法
8.2钢结构的涂装施工
九、质量检查···························19
十、施工安全措施·························22
一、编制说明
本方案适用于延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示范项目40000Nm³/h制氢装置制氢转化炉的钢结构施工。
为了较好地控制施工质量，确保安装工作的顺利进行，特制定本方案，作为指导性文件。
施工中除应符合本方案的同时，还应符合设计图纸及相应的国家标准。
二、工程概况
2.1本工程为延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示范项目40000Nm³/h制氢装置制氢转化炉的现场安装。
转化炉在工厂最大化预制，然后分片发至现场进行安装。
转化炉主要由以下部分组成：
辐射室、雨棚钢结构、对流室及余热回收系统。
转化炉辐射室标高EL+25430mm，长19060mm；转化炉炉顶雨棚标高EL+29578mm；对流室主要由原料预热段、过热蒸汽段、高温板式预热器、蒸发段及低温板式预热器组成。
制氢转化炉衬里耐火材料的施工，炉衬施工是炉子的关键工作之一，炉衬的施工直接关系到炉子的生产效率和使用寿命，因此对炉衬的施工应引起足够的重视。
炉衬施工前必须做好充分的准备，合理的安排施工人员，与相关工种紧密配合，努力提高工作效率，克服困难，创造条件，高标准，严要求，建精品工程，保证工程按计划顺利进行。
2.2制氢转化炉的主要安装工作量见表
制氢转化炉主要安装工程量
序号
部件
单位
数量
1
炉钢结构（含余热回收系统烟风道）
吨
600
2
管系安装
吨
280
3
燃烧器安装
套
48
4
弹簧吊架安装
吨
22
5
空气预热器安装200吨
台
1
8
鼓（引）风机安装
台
2
9
门类安装（人孔门、看火门）
套
36
三、编制依据
3.1安装蓝图
3.2《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术条件》SH3086-98
3.3《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》SH3085-97
3.4《石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件》SH/T3115-2000
3.5《管式炉安装工程施工及验收规范》SH3506
3.6《一般炼油装置用火焰加热炉》SH/T3036-2003
3.7《石油化工乙烯裂解炉和制氢转化炉施工技术规程》SH3511-2007
3.8《炼油厂管式加热炉钢结构工程及配件安装工程技术条件》SHJ1037-84
3.9同类工程施工经验
3.10延长石油煤-油共炼试验示范项目制氢转化炉耐火衬里设计文件、技术资料和图纸。
3.11SH/T3128-2002《一般炼油装置用火焰加热炉陶瓷纤维衬里》。
3.12《石油化工管式炉轻浇注料衬里工程技术条件》
3.13SH/3506-2007《管式炉安装工程施工及验收规范》。
3.14SH3505-1999《石油化工施工安全技术规定》。
3.15SH3503-2007《石油化工工程建设交工技术验收规范》。
3.16GB50236-98《现场设备.工艺管道焊接工程施工及验收规范》。
3.17SH/T3524-2001《石油化工筑炉工程施工及验收规范》。
3.18HG20543-92《化学工业炉砌筑技术条件》。
3.19GB50211-2004《工业炉砌筑工程施工及验收规范》。
3.20SH3503-2007《石油化工建设工程项目交工技术文规定》。
四、施工准备
4.1钢结构的制作和安装应符合施工图设计的要求,当需要修改设计时,应取得原设计单位同意,并应签署设计变更文件。
4.2钢结构工程施工前,制作和安装单位应按施工图设计的要求,编制制作工艺和安装施工方案并报验经监理及业主审查通过。
所有材料进场应经监理、业主检查并报验批准方可进场、对于规范中需要抽检的（如油漆材料等）应经监理见证抽样检测合格再报验进场。
施工机器（具）、特种人员也需要经报验进场
焊接工艺评定也需要报验审查合格
人员资质要经报总包、监理审查合格
4.3钢结构的安装,应根据工艺要求和施工方案进行,并应实行工序检验,当上道工序合格后,下道工序方可施工。
4.4钢结构工程施工及验收,应使用经计量检定合格的计量器具,并应按有关规定操作,制作、安装和质量检查所用的钢尺等检测器具应具有相应的精度，应检定合格并报监理审查合格方可进场。
4.5施工图纸及其它技术文件齐全，施工图已经设计交底和图纸会审，技术人员已向有关施工人员进行技术交底。
4.6材料齐备，劳动力安排合理。
4.7安装前，基础已交接并验收合格。
4.8现场应具备满足施工要求的场地，起重机、电焊机等生产设备、设施，施工现场道路畅通，场地平坦，电力满足要求。
4.9施工人员及机具已进入现场，满足连续施工要求。
4.10衬里施工前的准备a.施工机具准备、b.劳动力准备、c.现场准备、d编制技术方案。
5、加热炉施工及衬里耐火砖砌筑流程图
六、转化炉安装
6.1基础验收
6.1.1钢结构安装前应对基础进行全面检查，其浇灌质量、外形尺寸、基础面标高和各柱脚之间的相关尺寸及地脚螺栓的间距、垂直度、露出长度和螺纹长度，均应符合设计文件的规定。
6.1.2基础外形尺寸、标高、表面平整度等应符合下列规定：
1）基础顶面标高H的允许偏差为
mm；
2）相邻基础行（列）轴线间距d的允许偏差为±3mm；
3）基础轴线总间距E的允许偏差为±5mm；
4）基础两对角线之差∣F1-F2∣不应大于5mm；
5）地脚螺栓顶端标高A的允许偏差为
mm；
6）螺栓垂直度偏差为G不应大于螺栓伸出基础面长度的1%；
7）相邻两螺栓间距B的允许偏差为±2.0mm；
8）螺栓中心对基础轴线距离C的允许偏差为±2mm。
6.1.3基础表面不得有蜂窝、空洞、露筋、疏松等缺陷。
6.1.4螺栓、螺帽不得有损坏、锈蚀等现象
6.2钢结构安装
6.2.1辐射段安装
6.2.1.1安装前基础表面应进行修整，铲成麻面，放置垫铁处应铲平。
地脚螺栓预留孔内的杂物应清除干净。
6.2.1.2钢结构柱脚板与基础面之间的垫铁应垫平、垫实，每组垫铁（包括斜垫铁）不宜超过4块。
钢结构在找正和拧紧螺栓后，应用相应的焊条将垫铁组点焊牢固，经业主、监理、总包单位共检确认合格后，做好隐蔽工程记录，方可进行二次灌浆。
垫铁应符合下列规定：
1）表面应平整、光滑、无毛刺、无油污；
2）大小应一致；
3）斜垫铁应配对使用，其表面粗糙度应不大于Ra12.5µm。
6.2.1.3转化炉安装前应对构件进行检查，对于运输、吊装过程中有损坏或变形的构件进行矫正。
6.2.1.4辐射室钢结构吊装，由于辐射室框架大，所以在工厂预制完成后分片发至现场，每面侧墙、端墙各分3片，共计12片，炉底分3片。
现场安装时侧墙分片吊装，侧墙吊装完成后进行炉底的分片吊装，端墙先在地面组装完成，待炉底吊装完成后再进行整体吊装。
钢结构安装时应符合下列规定：
1）吊装就位后应用钢丝绳张紧或临时支撑固定，然后进行初步找正；
2）侧墙钢结构安装后方可安装炉底，并找正；
3）炉底经调整后，炉底宽度允许偏差为
mm；
4）侧墙分片组装时，组合成立柱的两根槽钢连接面的焊接应采用分段退焊法；
5）端墙板安装、调整合格后，应按设计文件焊接有关部位。
6.2.1.5炉顶板的中心线应与辐射室中心线重合。
炉顶板或底板上管孔中心位置应以辐射段出口管中心为基准找正。
炉顶板安装找正后，应进行密封焊接。
6.2.1.6辐射段安装后的总体尺寸偏差应符合下列要求：
1）炉壳侧墙立柱中心与基础中心的偏差应小于3mm；
2）炉壳空间对角线之差应小于10mmm；
3）炉底梁及炉底板水平度偏差不应大于长度的1/1000，且不得大于5mm；
4）墙板表面平直度用1m直尺检查，其偏差不应大于3mm；
5）立柱安装位置偏差不应大于3mm；
6）立柱垂直度偏差不应大于柱高的1/1000，且当柱高小于或等于20m时，不应大于12mm；当柱高大于20m时不应大于18mm。
各柱不得向同一方向倾斜；
7）立柱的柱脚板底面标高允许偏差为±3mm，且各立柱间柱高之差不应大于5mm；
8）相邻两立柱轴线距离的允许偏差为±3mm，两端立柱轴线距离的允许偏差为±6mm。
6.2.2对流段安装
6.2.2.1对流段炉壳、框架钢结构和管束分别进行安装时，应在对流段管束就位和墙板衬里完成后安装对流段炉壳，再安装对流段框架钢结构。
6.2.2.2对流段炉壳和框架钢结构采取片状或箱形结构方式安装时，应根据吊装能力进行分段预制。
垂直排列的对流段，每段侧墙板安装后，应在对流段管束就位和墙板衬里完毕后，再安装上一段侧墙板。
6.2.2.3侧墙板上的管板支架安装应符合设计文件要求。
6.2.2.4对流室构件之间采用高温密封胶和陶纤毯密封时，其厚度及陶纤毯摺数应符合设计文件要求，陶纤毯对接缝处应采用迷宫式连接。
6.2.2.5管束吊装前按照设计文件要求调整管板位置，核对管板和隔板的托架间距及水平度并符合设计文件的要求，然后进行临时固定。
6.2.2.6管束吊装前应进行下列检查：
a）管束之间的尺寸符合设计文件的要求；
b）焊缝、管外壁及管口无缺陷和损伤。
7.2.2.7对流室模块吊装就位后，应进行下列检查和调整：
1）检查纵向和横向水平度、立柱垂直度及每组模块立柱顶部的间距；
2）调整各组炉管管端位置和尺寸，使其符合跨接管的安装要求；
3）就位检查合格后应及时将模块分界面处的连接螺栓紧固，若模块分界面除螺栓连接外还有焊接要求时，应及时焊接，连接处焊接后，进行毛刺打磨并补底漆工作。
6.3转化管安装
6.3.1转化管的运输和保管应符合下列要求：
a）炉管组件、炉管配件和弹簧支、吊架在运输和安装过程中应防止碰伤、损坏和电弧划伤；
b）高合金炉管和配件不应与铅、锌、锡等有色金属接触，且不得用镀锌材料捆绑炉管和配件；
c）不锈钢不得与碳钢材料接触；
d）妥善保护和保存原有标识；
e）所有炉管配件和焊接材料应设专门库房保管，并建立保管和发放制度；
f）所有紧固件的螺纹部分应涂抹二硫化钼油脂进行保护。
6.3.2辐射段炉管安装前应进行下列检查和准备工作：
a）炉管组件和炉管配件在安装前应按设计文件规定核对材质、型号和规格；
b）炉管安装前应清扫表面并使用空气压缩机吹扫炉管内部，吹扫干净后应封闭管口；
c）查对每组炉管的顺序编号，序号不清的炉管应按设计文件核实管口方位及物料流向，作出标识；
d）当用氧乙炔火焰切割包装钢带时不得直接触炉管；
e）准备好吊装设施；
f）悬挂支承悬吊系统的横梁，除影响炉管吊装者外，应安装找正完毕。
6.3.3转化管吊装应符合下列规定：
a）转化管的恒力弹簧吊架应按设计文件安装、调整，并使弹簧吊架的锁固销钉固定在水压试验的位置上；
b）转化管的组合吊架平衡系统安装调整应符合下列规定：
1）两个定滑轮应安装在同一直线上，钢丝绳在绳槽内应处于自由状态；
2）当转化管处于设计位置时，将钢丝绳调整至配重下部托板与定位螺母挡板上表面之间保持约100mm距离；
3）按计算平衡配重安装配重块，约达到设计文件规定的理论高度的90%，并用定位螺母锁紧；
4）安装配重系统时，辐射段炉管入口的非对称平衡臂的方位应符合设计文件要求，并检查炉管和出、入口集气管的配重机构，保证配重系统能够上下自由移动；
5）每次增/减配重应为每个单独配重的1%～2%，配重平衡系统调整完成后，钢索应处于张紧状态，平衡块应锁住，所有并联的配重平衡系统均处于正常状态；
6）炉管的水压试验另见水压试验方案。
6.3.4转化炉辐射段炉管安装应符合下列要求：
a）炉管吊装进辐射室后应用临时支架支撑（临时支架选用碳钢材料制作，支撑部位在炉管吊钩处）；
b）辐射段炉管与支承悬吊系统连接后，应调整炉管的安装位置，调整时，所有临时支架均应拆除；
c）炉管调整后，各弹簧吊架的受力应均衡，弹簧吊架的销钉或卡板不得拆除；
d）炉管应垂直并处于冷态位置，其垂直度及其与炉顶板或炉底板的间隙应符合设计文件要求；
e）炉管外壁在安装后应清理干净，无任何残留物；
f）炉管内的催化剂支架等部件应在系统吹扫合格后安装。
g）炉管在现场进行焊接，使用氩弧焊焊接，焊工2名，氩弧焊把2套，氩气2瓶，焊接前打磨炉管口，进行炉管组对（要求两管口缝隙3-4mm），而后管内充氩气保护，焊工施焊，施焊结束后进行RT检测。
6.4烟囱、烟道、配件的安装
6.4.1配件应有质量合格证明文件，其组装质量和安装尺寸应符合设计文件的规定。
6.4.2配件的安装方位应符合设计文件的规定。
6.4.3人孔门、防爆门及看火门应开关灵活，接合面应严密。
重力式防爆门门盖的重量应符合设计文件的规定。
门类安装位置的偏差应小于8mm。
6.4.4烟囱挡板或烟道挡板应转动灵活，挡板与衬里内壁的间隙应符合设计文件的规定。
调节系统应进行调试，并使开、关位置与指示标志相一致。
6.4.5燃烧器的安装，应符合下述规定：
a）燃烧器安装方位、管口位置以及燃料油、雾化蒸汽和燃料气入口的接管应正确；
b）烟道安装分为两部分，第一部位为对流段风道，此为厂家模块化到货，根据图纸物理尺寸规定安装；第二部分为连接燃烧器风道安装，由于风道为上部螺栓连接，风道下部固定在炉顶风道支架上，要求安装后成规定尺寸（详见图纸）安装在要求尺寸位置处，如出现偏差，可通过连接螺栓的长圆孔进行调节，螺栓人工紧固。
c）燃烧器的安装在上部框架安装结束后就行吊装，在燃烧器就位后，进行长圆孔及其面板导管凸面进行调整，燃烧器连接框架螺栓安装，先进行框架螺栓柱的连接，后检查其垂直度，垂直度合格后进行燃烧器与螺栓柱的连接，油枪（气枪）导管应在燃烧器孔中心，其位置允许偏差为±1.5mm，油枪（气枪）的垂直度偏差应小于5mm。
6.4.6风机（包括引风机、鼓风机，下同）安装应符合SH/T3538的规定，并应在安装前做好以下准备：
a）检查风机转子，应无变形、锈蚀及碰损等缺陷；
b）清扫风机壳体上的灰尘，并清洗轴承及轴承箱；
c）当风道装有调节挡板时，调节挡板应在吊装前进行清洗和检查，挡板转动应灵活；
d）标识机壳及调风箱的方位；
e）对风机基础或支承结构进行检查或验收。
6.4.7风机安装中心线应以炉体中心为基准，其中心位置偏差不得超过5mm。
6.4.8风机分件组装应符合下列规定：
a）将下半机壳与调风箱进行连接并安装上风门连杆；
b）机壳安装应以转子轴线为基准找平、找正，下半机壳安装完成后，安装电动机及风机前、后轴承座，并进行初步找正；
c）吊装壳体时，吊点分布应保证壳体受力均匀；
d）吊装转子时应平稳就位，吊装索具应使用尼龙吊装带，且不得捆绑在轴承或联轴器的接头部分；
e）转子安装后，应将叶轮进气口与机壳进气口间的轴向和径向间隙调整至规定数值范围内，然后安装上半机壳；
f）调整各部间隙符合产品技术文件的规定；
g）进行联轴器对中，风机轴与驱动机轴的同轴度应符合SH/T3538的规定；
h）壳体间的密封填料应按产品技术文件要求设置；
i）轴承热膨胀数值应在轴的水平度调整以后，通过调整轴承座使膨胀间隙符合设计文件的要求。
6.4.9整体安装的风机应按SH/T3538的要求进行施工。
6.4.10烟囱组对连接后，应按设计、规范、图纸要求进行总长度20%的超声波检验
6.5平台梯子安装
6.5.1平台标高的允许偏差为±10mm。
6.5.2平台梁水平度偏差不应大于梁长度的0.1%，且不大于20mm。
6.5.3平台支柱垂直度偏差不应大于支柱高度的0.1%,且不大于15.0mm。
6.5.4平台栏杆高度及立柱间距的允许偏差均为±10mm。
6.5.5直梯垂直度偏差不应大于直梯高度的0.1%，且不大于15.0mm。
6.5.6钢格板与平台梁的最小搭接长度，当采用安装夹安装时，应大于25.0mm；当采用焊接安装时，应大于20.0mm。
6.6构件的预制
6.6.1放样、号料应根据工艺要求预留制作安装时的焊接收缩余量及切割余量。
6.6.2放样和样板的允许偏差应符合表6.7.2的规定。
放样和样板的允许偏差表6.7.2
项目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±0.5mm
对角线差
1.0mm
宽度、长度
±0.5mm
孔距
±0.5mm
加工样板的角度
±20
6.6.2号料的允许偏差应符合表6.7.2的规定
号料的允许偏差表6.7.2
项目
允许偏差（mm）
零件外形尺寸
±1.0
孔距
±0.5
6.6.3气割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。
切口上不得产生裂纹，不宜有大于割纹1.0mm的缺棱，当缺棱为1～3mm时可用机加工或修磨平整，当缺棱或沟槽超过30mm时，应用Φ3.2以下低氢型焊条补焊，并修磨平整。
气割的允许偏差表6.7.3
项目
允许偏差（mm）
零件宽度、长度
±3.0
切割面平面度
0.05δ且≤2.0
割纹深度
0.2
局部缺口深度
1.0
6.6.4碳素结构钢在加热矫正时，加热温度不得超过900℃，矫正后的钢板表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5mm。
钢材矫正后的允许偏差见表5.1.5。
钢材矫正后的允许偏差 表5.1.5
项目
允许偏差
图例
钢板的局部平面度
δ≤14mm
1.5mm
δ＞14mm
1.0mm
型钢弯曲矢高
L/1000且≤5.0（mm）
角钢肢的垂直度
b/100
双肢栓接角钢的角度不得大于90O
槽钢翼缘对腹板
的垂直度
b/80（mm）
工字钢、H型钢翼缘
对腹板的垂直度
b/100
且≤2.0（mm）
6.6.5钢柱底板地脚螺栓孔、连接板的螺栓孔等，应采用机械加工，加工成型的螺栓孔允许偏差见表6.6.5-1,螺栓孔孔距允许偏差见表6.7.5-2。
螺栓孔允许偏差表5.1.6-1
项目
允许偏差（mm）
直径
01.0
圆度
2.0
垂直度
003且≤2.0
螺栓孔孔距允许偏差表6.7.5-2
项目
允许偏差（mm）
≤500
501～1200
1200～3000
>3000
同一组内
任意两孔间距
±1.0
±1.5
相邻两组的
端孔间距
±1.5
±2.0
±2.5
±3.0
6.6.6螺栓孔的允许偏差超过上述规定时，不得采用钢块填塞，可采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。
6.6.7型钢接长按JGJ81«建筑钢结构焊接技术规程»第4.6.2规定的全焊接直接法节点形式拼接。
焊缝要求全焊透,焊缝质量等级应符合GB50205规定。
接头长度不宜小于1.2m，相互接头应错开，不得在同一平面内。
腹板、翼板对接的允许偏差见表6.7.7
（1）。
焊接坡口采用氧乙炔焰切割，并用砂轮清除坡口表面氧化皮，坡口型式见表6.7.7
（2）。
坡口一侧焊完后,背面焊缝需气刨清根打磨后再进行焊接。
腹板、翼板对接的允许偏差表6.7.7
（1）
项目
允许偏差（mm）
厚度错边量
Δδ≤0.1δ且≤1.0
宽度错边量
腹板
≤1.0
翼板
≤2.0
坡口型式选用表表6.7.7
（2）
基本型式
厚度（mm）
基本尺寸（mm）
6～16
6～9
9～16
55o±5o
55o±5o
b1±1
2±1
P1+1
2±1
16～60
16～60
b2±1
P2±1
6.6.8节点、牛腿、加劲肋、连接孔与对接焊缝的间距设计文件无要求时，应符合下列规定：
6.6.8.1节点边缘与拼接焊缝间距应大于500mm；
6.6.8.2牛腿与拼接焊缝间距应大于300mm；
6.6.8.3加劲肋与拼接焊缝间距应大于100mm；
6.6.8.4连接孔边缘与拼接焊缝间距应大于100mm。
6.6.9当肋板尺寸较大，且肋板垂直于拼接焊缝时，允许肋板跨焊缝，肋板压焊缝处应断开不焊。
6.6.10角钢法兰或扁钢法兰对接焊缝表面应打磨光滑。
6.6.11预制的构件，必须有防止构件在吊装过程中变形的加固措施。
6.6.12构件组装前，零、部件应经检查合格。
连接接触面和沿焊缝边缘每边30～50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢应清除干净；构件的组装应在部件组装、焊接、矫正后进行。
构件焊接连接组装的允许偏差见表6.6.12。
6.6.13构件组装顺序应根据结构型式，焊接方法及焊接的顺序等因素确定，尤其要考虑焊接变形的影响，避免出现组焊后产生不可弥补的变形。
构件焊接连接组装的允许偏差表6.6.12
项目
允许偏差（mm）
图例
对口错边（D）
d/10且＜1.0
间隙（a）
±1.0
搭接长度（a）
±5.0
缝隙（D）
1.5
高度（h）
±2.0
垂直度（D）
b/100且≤2.0
中心偏差（e）
±2.0
型钢错位
连接处
1.0
其它处
2.0
箱形截面高度（h）
±2.0
6.6.14所有框架在现场进行放样、组对、焊接预制，具体要求见（6.7）对构件的预制。
6.7附件的安装
6.7.1所有附件在安装前均应进行详细检查，确认合格证齐全并符合设计要求后方可安装。
6.7.2人孔门、看火门应与门框接触严密，防爆门必须符合设计规定，铰链转动应灵活。
各种门的安装位置允许偏差为±8mm。
6.7.3燃烧器安装前按图纸要求开螺栓孔，将燃烧器筒体固定在炉顶板上；燃烧器内各通道必须畅通无阻，连接部位应严密、无泄漏，调节机构应转动灵活；燃烧器周围砖缝要求灰浆饱满，砌砖后，砖四周须用耐火纤维填实。
6.7.4烟、风道挡板的调节系统应进行试验，检查其启闭是否准确，转动是否灵活，开关位置应与标记相一致，挡板与内壁的间隙应符合设计文件的要求。
6.7.5风道系统的焊缝应成型良好，不允许未熔合现象。
风道
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